JP2009032066A - Method for detecting communication abnormality in digital control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ネットワークを介してプラントのデータを相互に送受信するディジタル式制御装置の通信異常を検知するディジタル式制御装置の通信異常検知方法に関するものである。 The present invention relates to a communication abnormality detection method for a digital control device that detects a communication abnormality of a digital control device that mutually transmits and receives plant data via a network.
従来のディジタル式制御装置は、他装置からデータを受信するたびに、受信データのチェックを実施し、受信データが異常な値である場合、監視用カウンタをカウントアップさせる。監視用カウンタがある一定のしきい値を超えた時に、ネットワーク異常を検出する。このしきい値は、ネットワークの異常を検出するための設定値である。(特許文献1参照) The conventional digital control device checks the received data every time data is received from another device, and counts up the monitoring counter if the received data is an abnormal value. A network error is detected when the monitoring counter exceeds a certain threshold. This threshold value is a set value for detecting a network abnormality. (See Patent Document 1)
従来のディジタル式制御装置の通信異常検知方式について説明すると、監視用パラメータをゼロにして初期化を行い、次いで、通信データが更新されているかどうかをチェックする。ここで、更新されている場合は、監視用カウンタをゼロにして、通信データが更新されているかどうかをチェックする処理に戻る。
更新されていない場合は、監視用カウンタに1を加える。そして監視用カウンタがしきい値以上であるかどうかをチェックする。しきい値以上であった場合、警報を表示する。また、しきい値未満であった場合は、通信データが更新されているかどうかをチェックする処理に戻る。
以上が従来の技術の動作であるが、通常状態に着目して異常検知回数のしきい値を低く設定すると、一時的な外乱に対して異常を検知してしまう。
また、外乱を考慮して異常検知回数のしきい値を高く設定すると、本来、異常として検知したい状況にもかかわらず、異常を検知できない問題があった。
A conventional communication abnormality detection method of a digital control apparatus will be described. Initialization is performed with a monitoring parameter set to zero, and then it is checked whether communication data has been updated. Here, if it is updated, the monitoring counter is set to zero, and the process returns to the process of checking whether the communication data is updated.
If not updated, 1 is added to the monitoring counter. Then, it is checked whether the monitoring counter is equal to or greater than the threshold value. When the threshold is exceeded, an alarm is displayed. If it is less than the threshold value, the process returns to the process of checking whether the communication data has been updated.
The above is the operation of the conventional technique. However, if the threshold value of the number of times of abnormality detection is set low focusing on the normal state, an abnormality is detected for a temporary disturbance.
Further, if the threshold value of the number of abnormality detections is set high in consideration of disturbance, there is a problem that the abnormality cannot be detected regardless of the situation where it is originally desired to detect the abnormality.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、一次的な外乱によりディジタル式制御装置が異常検知するのを防止するともに、断続的な外乱による異常を検知するディジタル式制御装置の通信異常検知方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and prevents a digital control device from detecting an abnormality due to a primary disturbance and also detects an abnormality due to an intermittent disturbance. It aims at obtaining the communication abnormality detection method of a control apparatus.
この発明に係わるディジタル式制御装置の通信異常検知方法においては、ネットワークを介してプラントのデータを送受信するディジタル式制御装置の通信異常検知方法において、
受信対象装置から受信するデータをチェックし、データが更新されていなければ、監視用カウンタをカウントアップまたはカウントダウンし、データが更新されていれば、監視用カウンタをリセットし、監視用カウンタの値が、第一のしきい値を超えたとき、通信異常として検出するとともに、監視用カウンタの値が、第一のしきい値よりも低く設定された第二のしきい値を超えてから一定時間の間に、監視用カウンタの値が第二のしきい値を超える回数が、一定数を超えたとき、通信異常として検出するものである。
In the communication abnormality detection method for a digital control device according to the present invention, in the communication abnormality detection method for a digital control device that transmits and receives plant data via a network,
Check the data received from the receiving target device. If the data is not updated, count up or count down the monitoring counter.If the data is updated, reset the monitoring counter. When the first threshold value is exceeded, it is detected as a communication error, and the monitoring counter value exceeds a second threshold value set lower than the first threshold value for a certain period of time. During this time, when the number of times the value of the monitoring counter exceeds the second threshold exceeds a certain number, a communication abnormality is detected.
この発明は、以上説明したように、ネットワークを介してプラントのデータを送受信するディジタル式制御装置の通信異常検知方法において、
受信対象装置から受信するデータをチェックし、データが更新されていなければ、監視用カウンタをカウントアップまたはカウントダウンし、データが更新されていれば、監視用カウンタをリセットし、監視用カウンタの値が、第一のしきい値を超えたとき、通信異常として検出するとともに、監視用カウンタの値が、第一のしきい値よりも低く設定された第二のしきい値を超えてから一定時間の間に、監視用カウンタの値が第二のしきい値を超える回数が、一定数を超えたとき、通信異常として検出するので、第一のしきい値を超える頻度の多い外乱は、従来どおり検知するとともに、第一のしきい値を超えない断続的な外乱についても異常を検出することが可能となる。
As described above, the present invention provides a communication abnormality detection method for a digital control device that transmits and receives plant data via a network.
Check the data received from the receiving target device. If the data is not updated, count up or count down the monitoring counter.If the data is updated, reset the monitoring counter. When the first threshold value is exceeded, it is detected as a communication error, and the monitoring counter value exceeds a second threshold value set lower than the first threshold value for a certain period of time. During this period, when the number of times the value of the monitoring counter exceeds the second threshold exceeds a certain number, it is detected as a communication abnormality. It is possible to detect abnormalities as well as intermittent disturbances that do not exceed the first threshold.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図1に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施の形態1によるディジタル式制御装置を示す構成図である。
図1において、ディジタル式制御装置1A、1B、1Cは、物理的な伝送路2を介して接続され、それぞれ、プラントの演算を行い、その演算結果を他のディジタル式制御装置に送信している。図1の例では、ディジタル式制御装置1Aは、ディジタル式制御装置1B、1Cに送信し、ディジタル式制御装置1Bは、ディジタル式制御装置1A、1Cに送信し、ディジタル式制御装置1Cは、ディジタル式制御装置1A、1Cに送信する。
図1の構成は、伝送路2にディジタル式制御装置1A、1B、1Cが3台接続された例であり、伝送路2には、ディジタル式制御装置1A、1B、1C以外にディジタル式制御装置を複数台追加することが可能である。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
1 is a block diagram showing a digital control apparatus according to
In FIG. 1,
The configuration of FIG. 1 is an example in which three
図2は、この発明の実施の形態1によるディジタル式制御装置の通信異常検知を示す特性図である。
図2では、通信異常回数のしきい値N1と、これより小さいしきい値N2を設定し、データ更新されてからの通信異常回数がN1以上になった場合は、直ちに警報を表示する。データ更新されてからの通信異常回数がN1以上とならなくても、タイマTの間にしきい値N2を超えた回数が一定回数A(一定数)以上になった場合、警報を表示する。
なお、N1およびN2は整数値である。また、N1はN1>1で設定し、N2はN1>N2で設定する。AはA>N2で設定する。またタイマTは制御装置の通信頻度に応じて任意に設定する。
また、ここで、通信異常とは、互いにデータを送受信する場合に、他のディジタル式制御装置からのデータが受信されない状態、つまり、データ更新されない状態と、受信したデータが破損している状態を言う。
また、通信異常回数は、監視用カウンタを正常にデータ更新されない状態のときカウントアップすることにより計数するが、このカウントアップに代えてカウントダウンすることによって計数してもよく、そのときは、N2>N1の関係に設定される。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing communication abnormality detection of the digital control apparatus according to
In FIG. 2, a threshold value N1 of the number of communication abnormalities and a threshold value N2 smaller than this are set, and when the number of communication abnormalities after the data update becomes N1 or more, an alarm is immediately displayed. Even if the number of communication abnormalities after the data update is not N1 or more, an alarm is displayed when the number of times that the threshold value N2 is exceeded during the timer T becomes a certain number A (a certain number) or more.
N1 and N2 are integer values. N1 is set by N1> 1, and N2 is set by N1> N2. A is set by A> N2. The timer T is arbitrarily set according to the communication frequency of the control device.
In addition, here, the communication abnormality refers to a state in which data from other digital control devices is not received when data is transmitted / received to each other, that is, a state in which data is not updated and a state in which the received data is damaged. To tell.
Further, the number of communication abnormalities is counted by counting up when the monitoring counter is not normally updated, but it may be counted by counting down instead of this counting up, in which case N2> The relationship is set to N1.
図3は、この発明の実施の形態1によるディジタル式制御装置の処理を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing processing of the digital control apparatus according to
次に、動作について説明する。
実施の形態1では、通信異常回数のしきい値N1とこれより小さいしきい値N2を設定し、データ更新されてからの通信異常回数がN1以上になった場合は、直ちに警報を表示する。
また、データ更新されてからの通信異常回数がN1以上とならなくても、タイマTの間にしきい値N2を超えた回数(異常検知回数)が一定回数A以上になった場合、警報を表示するようにした。
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, a threshold value N1 of the number of communication abnormalities and a threshold value N2 smaller than this are set, and an alarm is immediately displayed when the number of communication abnormalities after the data update becomes N1 or more.
Even if the number of communication abnormalities after the data update is not N1 or more, an alarm is displayed when the number of times that the threshold value N2 has been exceeded during the timer T (the number of abnormality detections) exceeds a certain number A. I tried to do it.
次に、図3のフローチャートにより、ディジタル式制御装置の処理について説明する。
S1にて、監視用カウンタ、タイマ、異常検知回数をゼロにセットし、パラメータの初期化を行う。S2にて、他のディジタル式制御装置から受信した演算結果が更新されているか、破損していないかをチェックする。演算結果が更新されているか、破損していない場合には、S6で、監視用カウンタがN2以上かどうかをチェックし、N2以上であれば、S7で異常検知回数に1を加え、監視用カウンタを0にリセットする。S6で、N2以上でなければ、監視用カウンタを0にリセットする。
S2で、演算結果が更新されていないか、破損している場合には、S3にて監視用カウンタに1を加える。
S4では、監視用カウンタがN2と等しかった場合、S5にてタイマに1を加え、監視用カウンタが、N2と等しくない場合は、S9にて、タイマ>0であるかどうかをチェックし、タイマ>0であれば、S5にて、タイマに1を加え、タイマ>0でなければ、S10へ進む。
S10で、監視用カウンタをチェックし、監視用カウンタがN1を超えている場合、S15にて警報を表示する。S10で、監視用カウンタがN1を超えていない場合は、S11に移り、タイマがT以上であるならば、S12以降の処理に移り、Tより小さければ、S2に移る。
S12では、異常検知回数がA以上となった時、S15にて警報を表示する。異常検知回数がA未満であれば、S13とS14にてタイマと異常検知回数を0にリセットして、S2に戻る。
Next, processing of the digital control apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
In S1, the monitoring counter, timer, and abnormality detection count are set to zero, and the parameters are initialized. In S2, it is checked whether the calculation result received from another digital control device is updated or damaged. If the calculation result is updated or not damaged, it is checked in S6 whether the monitoring counter is N2 or more. If it is N2 or more, 1 is added to the number of abnormal detections in S7, and the monitoring counter is checked. Is reset to 0. If it is not N2 or more in S6, the monitoring counter is reset to zero.
If the calculation result is not updated or damaged in S2, 1 is added to the monitoring counter in S3.
In S4, if the monitoring counter is equal to N2, 1 is added to the timer in S5. If the monitoring counter is not equal to N2, it is checked in S9 whether timer> 0, and the timer If> 0, 1 is added to the timer in S5, and if not> 0, the process proceeds to S10.
In S10, the monitoring counter is checked. If the monitoring counter exceeds N1, an alarm is displayed in S15. In S10, if the monitoring counter does not exceed N1, the process proceeds to S11. If the timer is equal to or greater than T, the process proceeds to S12 and subsequent processes. If the timer is smaller than T, the process proceeds to S2.
In S12, when the number of abnormality detection becomes A or more, an alarm is displayed in S15. If the number of abnormality detection is less than A, the timer and the number of abnormality detection are reset to 0 in S13 and S14, and the process returns to S2.
この動作により、しきい値N1を超える頻度の多い外乱は、従来どおり検知でき、従来の構成では検出できなかったN1を超えない断続的な外乱についても異常を検出することが可能となる。 With this operation, disturbances that frequently exceed the threshold value N1 can be detected as before, and it is possible to detect abnormalities even for intermittent disturbances that do not exceed N1 that could not be detected with the conventional configuration.
実施の形態1によれば、従来構成では一時的な外乱に対し、異常を検知してしまうか、もしくは一次的な外乱に対応した診断を行うと異常を検知しづらくなるものとなっていたものが、しきい値N1を超える頻度の多い外乱は、従来どおり検知するとともに、N1を超えない断続的な外乱についても異常を検出することが可能となる。 According to the first embodiment, in the conventional configuration, an abnormality is detected for a temporary disturbance, or it is difficult to detect the abnormality when a diagnosis corresponding to the primary disturbance is performed. However, it is possible to detect disturbances that frequently exceed the threshold value N1 as usual and to detect abnormalities even for intermittent disturbances that do not exceed N1.
実施の形態2.
実施の形態1は、通信異常回数のしきい値を2段階設け、N2<監視用カウンタ<N1となったとき、タイマを動作開始させ、異常を検知するようになっていたが、実施の形態2では、サンプリング周期Tごとに、異常検知回数をチェックし、異常検知回数が所定の頻度Aを超えると通信異常を検出するようにした。
図4は、この発明の実施の形態2によるディジタル式制御装置の処理を示すフローチャートである。
In the first embodiment, the threshold value of the number of communication abnormalities is provided in two stages, and when N2 <monitoring counter <N1, the timer is started to operate and the abnormality is detected. 2, the number of times of abnormality detection is checked every sampling period T, and when the number of times of abnormality detection exceeds a predetermined frequency A, a communication abnormality is detected.
FIG. 4 is a flowchart showing processing of the digital control apparatus according to
次に、図4を用いて、実施の形態2によるディジタル式制御装置の処理について説明する。
S21にて、監視用タイマ、タイマ、異常検知回数をゼロにセットし、初期化する。S22で、タイマに1を加える。S23にて、タイマがTと等しくなければ、S24で、ディジタル式制御装置が受信したデータが、更新されているか、破損していないかをチェックする。正常に更新されている場合は、S32で、監視用カウンタにゼロをセットし、S22の処理に移行する。
S24で、受信したデータが更新されていない場合は、S25で、監視用カウンタに1を加える。次いで、S26では、監視用カウンタがN1を超えているかどうかをチェックする。超えている場合は、S30で警報を表示する。超えていない場合は、S27にて、監視用カウンタがN2を超えているかどうかをチェックする。S27で、超えていない場合は、S22の処理に移行し、超えている場合は、S28で、異常検知回数に1を加える。S29で、異常検知回数がAを超えている場合、S30にて、警報を表示する。S29で
、超えていない場合はS22の処理へ戻る。
Next, processing of the digital control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
In S21, the monitoring timer, the timer, and the number of abnormality detections are set to zero and initialized. In S22, 1 is added to the timer. If the timer is not equal to T in S23, it is checked in S24 whether the data received by the digital control device is updated or damaged. If it has been updated normally, the monitoring counter is set to zero in S32, and the process proceeds to S22.
If the received data has not been updated in S24, 1 is added to the monitoring counter in S25. Next, in S26, it is checked whether or not the monitoring counter exceeds N1. If it exceeds, an alarm is displayed in S30. If not, in S27, it is checked whether the monitoring counter exceeds N2. If not exceeded in S27, the process proceeds to S22. If exceeded, 1 is added to the number of times of abnormality detection in S28. If the number of abnormality detections exceeds A in S29, an alarm is displayed in S30. If not exceeded in S29, the process returns to S22.
実施の形態2によれば、以上の処理により、実施の形態1と比べてタイマの処理を簡単にすることができ、全体の処理を少なくすることができる。 According to the second embodiment, the above processing can simplify the timer processing as compared with the first embodiment, and can reduce the overall processing.
実施の形態3.
実施の形態1は、異常検知回数のしきい値を2段階設け、N2<監視用カウンタ<N1となったとき、タイマを動作開始させ異常を検知するようになっていたが、実施の形態3では、図5に示すとおり、通信異常がないときには、診断の判定処理を省略する方式である。
図5は、この発明の実施の形態3によるディジタル式制御装置の処理を示すフローチャートである。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, two threshold values of the number of times of abnormality detection are provided, and when N2 <monitoring counter <N1, the timer is started to detect an abnormality. Then, as shown in FIG. 5, when there is no communication abnormality, the diagnosis determination process is omitted.
FIG. 5 is a flowchart showing the processing of the digital control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
次に、図5を用いてディジタル式制御装置の処理について説明する。
S41にて、監視用タイマ、タイマ、異常検知回数をゼロにセットし、初期化する。次に、S42で、更新されているか、破損していないかをチェックする。データが正常に更新されていない場合、S43で、監視用カウンタに1を加える。S44で、監視用カウンタがN2以上である場合、S48で、タイマに1を加える。S44で、監視用カウンタがN2未満の場合は、S50で、タイマがゼロより大きいかどうかをチェックし、ゼロより大きければ、S51で、タイマに1を加える。S50で、タイマがゼロより大きく無ければ、S42の処理に戻る。
また、S48以降は、S49で、監視用カウンタがN1より大きい場合は、S56で警報を表示する。S49で、監視用カウンタがN1より小さい場合は、S52で、タイマがT以上であるかどうかをチェックし、T以上でない場合は、S42の処理に戻る。T以上の場合は、S53で、異常検知回数をチェックし、異常検知回数がA以上であれば、S56で警報を表示する。S53で、異常検知回数がA以上でなければ、S54で、タイマをゼロとし、S55で、異常検知回数をゼロとし、S42の処理に戻る。
Next, processing of the digital control device will be described with reference to FIG.
In S41, the monitoring timer, timer, and abnormality detection count are set to zero and initialized. Next, in S42, it is checked whether it is updated or not damaged. If the data has not been updated normally, 1 is added to the monitoring counter in S43. If the monitoring counter is greater than or equal to N2 in S44, 1 is added to the timer in S48. If the monitoring counter is less than N2 in S44, it is checked in S50 whether the timer is greater than zero. If it is greater than zero, 1 is added to the timer in S51. If the timer is not greater than zero in S50, the process returns to S42.
After S48, if the monitoring counter is greater than N1 in S49, an alarm is displayed in S56. If the monitoring counter is smaller than N1 in S49, it is checked in S52 whether the timer is equal to or greater than T. If not, the process returns to S42. If it is T or more, the number of times of abnormality detection is checked in S53, and if the number of times of abnormality detection is A or more, an alarm is displayed in S56. If the number of abnormality detection is not A or more in S53, the timer is set to zero in S54, the number of abnormality detection is set to zero in S55, and the process returns to S42.
また、S42で、データが正常に更新されている場合は、S45で、監視用カウンタがN2以上であるかどうかをチェックする。N2未満の場合は、S47で、監視用カウンタをゼロにし、N2以上である場合は、S46で、異常検知回数に1を加え、S47で、監視用カウンタをゼロとする。
次に、S50で、タイマがゼロより大きいかどうかをチェックし、ゼロより大きければ、S51で、タイマに1を加え、S52に移行し、ゼロより大きく無ければ、S42の処理に戻る。
If the data has been updated normally at S42, it is checked at S45 whether the monitoring counter is equal to or greater than N2. If it is less than N2, the monitoring counter is set to zero in S47, and if it is N2 or more, 1 is added to the number of abnormality detections in S46, and the monitoring counter is set to zero in S47.
Next, in S50, it is checked whether or not the timer is greater than zero. If it is greater than zero, 1 is added to the timer in S51, and the process proceeds to S52. If not greater than zero, the process returns to S42.
実施の形態3によれば、これにより、データが更新されている状態での診断処理を省略することが可能となる。 According to the third embodiment, this makes it possible to omit diagnostic processing in a state where data is updated.
1A、1B、1C ディジタル式制御装置
2 伝送路
1A, 1B, 1C
Claims (3)
受信対象装置から受信するデータをチェックし、上記データが更新されていなければ、監視用カウンタをカウントアップまたはカウントダウンし、上記データが更新されていれば、上記監視用カウンタをリセットし、上記監視用カウンタの値が、第一のしきい値を超えたとき、通信異常として検出するとともに、上記監視用カウンタの値が、上記第一のしきい値よりも低く設定された第二のしきい値を超えてから一定時間の間に、上記監視用カウンタの値が上記第二のしきい値を超える回数が、一定数を超えたとき、通信異常として検出することを特徴とするディジタル式制御装置の通信異常検知方法。 In a communication abnormality detection method of a digital control device that transmits and receives plant data via a network,
Check the data received from the reception target device. If the data is not updated, the monitoring counter is counted up or down. If the data is updated, the monitoring counter is reset and the monitoring counter is reset. When the counter value exceeds the first threshold value, a communication abnormality is detected, and the second threshold value is set lower than the first threshold value. When the number of times that the value of the monitoring counter exceeds the second threshold exceeds a certain number within a certain time after exceeding a certain value, a digital control device is detected as a communication abnormality Communication error detection method.
受信対象装置から受信したデータをチェックし、上記データが更新されていなければ、監視用カウンタをカウントアップまたはカウントダウンし、上記データが更新されていれば、上記監視用カウンタをリセットし、上記監視用カウンタの値が、第一のしきい値を超えたとき、通信異常として検出するとともに、一定サンプリング周期ごとに、上記監視用カウンタの値が上記第一のしきい値よりも低く設定された第二のしきい値を超える回数をチェックし、上記一定サンプリング周期ごとの上記回数が一定数を超えたとき、通信異常として検出することを特徴とするディジタル式制御装置の通信異常検知方法。 In a communication abnormality detection method of a digital control device that transmits and receives plant data via a network,
Check the data received from the reception target device. If the data is not updated, the monitoring counter is counted up or down. If the data is updated, the monitoring counter is reset and the monitoring counter is reset. When the counter value exceeds the first threshold value, it is detected as a communication error, and the monitoring counter value is set to be lower than the first threshold value at every fixed sampling period. 2. A communication abnormality detection method for a digital control device, wherein the number of times exceeding a second threshold is checked, and a communication abnormality is detected when the number of times for each constant sampling period exceeds a certain number.
受信対象装置から受信するデータをチェックし、上記データが更新されていなければ、監視用カウンタをカウントアップまたはカウントダウンし、上記データが更新されていれば、上記監視用カウンタをリセットし、上記監視用カウンタの値が、第一のしきい値を超えたとき、通信異常として検出するとともに、上記監視用カウンタの値が、上記第一のしきい値よりも低く設定された第二のしきい値を超えてから一定時間の間に、上記監視用カウンタの値が上記第二のしきい値を超える回数が、一定数を超えたとき、通信異常として検出する処理を行い、
上記受信対象装置から受信するデータが更新され、上記監視用カウンタをリセットしたときは、上記監視用カウンタの値と上記第一のしきい値との比較処理及び上記監視用カウンタの値が上記第二のしきい値を超えた回数と一定数との比較処理をいずれも行なわないことを特徴とするディジタル式制御装置の通信異常検知方法。 In a communication abnormality detection method of a digital control device that transmits and receives plant data via a network,
Check the data received from the reception target device. If the data is not updated, the monitoring counter is counted up or down. If the data is updated, the monitoring counter is reset and the monitoring counter is reset. When the counter value exceeds the first threshold value, a communication abnormality is detected, and the second threshold value is set lower than the first threshold value. When the number of times that the value of the monitoring counter exceeds the second threshold exceeds a certain number within a certain time after exceeding, a process for detecting a communication abnormality is performed,
When the data received from the reception target device is updated and the monitoring counter is reset, the comparison processing between the value of the monitoring counter and the first threshold value and the value of the monitoring counter are A method for detecting a communication abnormality in a digital control device, characterized in that no comparison processing is performed between the number of times exceeding a second threshold and a fixed number.
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